پیوند بافت چیست؟ نحوه انجام آن در حیوان مدل

پیوند استخوان و پوست در موش صحرایی

پیوند بافت یکی از اهداف اصلی در مهندسی بافت و پزشکی بازساختی بوده است. همیشه یکی از مهمترین نکات در پیوند بافت عدم تحریک پذیری سیستم ایمنی و پس زده نشدن آن بوده است. تحریک سیستم ایمنی هم در اثر تعامل ماتریکس خارج سلولی و خود سلول های حاضر در بافت اتفاق می افتد. در پزشکی بازساختی استفاده پیوند با استفاده از بافتی می باشد که در سیستم in-vitro تولید شده است.

دو جزء اصلی بافت یعنی سلول ها و ماتریکس زمانی قابل تغییر است که در آزمایشگاه تولید شود. به عنوان مثال بافت کبد اگر از یک فرد به فرد دیگر پیوند زده شود بسیاری از فاکتور های داخلی آن بافت پیوند زده شده قابل تنظیم نیستند. اما اگر همان بافت در شرایط in-vitro تولید شود جزء به جزء آن را می توان مهندسی کرده و ارگانی را تولید کرد که کاملاً  منطبق با فرد پذیرنده باشد.

سلول های بنیادی و تمایز یافته در دودمان های مختلفی وجود دارند که کمترین تحریک سیستم ایمنی را در طی پیوند به وجود می آورند. همچنین ترکیبات طبیعی و سنتزی فراوانی را می توان تولید کرد که نه تنها در طی پیوند بافت ری‌اکشنی با سیستم ایمنی نداشته بلکه التهاب را برای افزایش Homing و لانه گزینه سلول ها افزایش داده و شانس موفقیت پیوند بافت را بالا می برند.

اهمیت پیوند بافت در انسان

دو تعریف در بازسازی بافت با عناوین تعمیر و ترمیم وجود دارد. هرچقدر که در طول تکامل حرکت کنیم و از ساده ترین موجودات به سمت پیشرفته‌ترین آن ها پیش برویم با یک پیشرفتگی عظیم در فرآیند های سلولی-مولکولی مواجه می شویم. از طرفی همان پیشرفتگی باعث شده حل شدن بسیاری از مسائل دشوار تر شده و زمان بیشتری می برد.

به عنوان مثال اگر یک باکتری که توالی اپران Lac دارد در صورتی که از محیط حاوی گلوکز خارج شده و در محیط غنی از لاکتوز قرار گیرد در زمان کوتاهی و فقط با فعال نمودن یک ژن چند بخشی، توانایی بقاء و استفاده از لاکتوز به عنوان منبع انرژی را کسب خواهد کرد. اگر همین مثال را به انسان تعمیم دهیم، تغییر عادات غذایی زمان بسیار طولانی تا خوگیری آن را سپری خواهد نمود.

چرا که در انسان برای تغییر یک رویه سلولی-مولکولی، 100 ها ژن خاموش و روشن می شوند. اگرچه این پیچیدگی انجام بسیاری از فرآیند های ساده را دشوار کرده اما در نگاه کلان، با پیشرفت موجودات مجموعاً توانایی بقاء افزایش پیدا کرده است.

اگرچه این پیچیده شدن موجودات در مجموع به نفع موجودات پیشرفته بوده اما در حوزه مهندسی بافت کار را برای ترمیم بافت های انسانی کمی دشوار کرده است.

تغییرات ژنتیکی و تکامل موجودات زنده باعث شده رفته رفته قابلیت های ترمیم از آن ها گرفته شده و به توانایی های تعمیری اضافه شود. همچنین برخی از بافت ها به دلیل عدم تقسیم در راستای حفظ منابع کسب شده، قابلیت تعمیر را هم از دست داده‌اند. در ترمیم بافت رشد تازه‌ای برای تشکیل یک بافت اتفاق افتاده و در طی آن بافت آسیب دیده کاملاً بازسازی می شود.

این مسئله اهمیت پیوند بافت در انسان را نشان می دهد. با توجه به اینکه امکان ترمیم کامل در انسان وجود ندارد برای جبران خسارات وارده بافتی و بقای انسان نیاز است خیلی از بافت ها به شکل مهندسی تولید شده و فرآیند پیوند بافت انجام شود.

پیوند بافت استخوان و پوست

بافت های استخوان و پوست دو بافت متقابل هم هستند. استخوان به عنوان یک بافت همبندی سفت و پوست یک بافت پوششی نرم می باشد. استخوان سلول هایی دارد که پس از تمایز قدرت تقسیمی آن ها کاهش پیدا می کند اما سلول های پوستی پس از تمایز همچنان قدرت تقسیم بالایی دارند.

قدرت تعمیر در بافت استخوان بسیار پایین بوده ولی پوست قدرت تعمیر بالایی دارد. تراکم ECM در استخوان بسیار بالاست حال آنکه در پوست سلول ها تراکم بیشتری دارند. این موارد نشان می دهد که تفاوت های بافتی باعث شده هر کدام نیازمند به کارگیری روش های متمایزی در پیوند بافت داشته باشند.

آن چه که اشتراک پیوند می باشد، می تواند آماده سازی داربست در طی پروسه کشت سلولی می باشد. بسیاری از داربست ها را می توان بدون سلول به بافت هدف پیوند زد اما بهتر است که آن داربست حاوی سلول های بنیادی مرتبط یا تمایز یافته اختصاصی بافت هدف باشد. کشت سلول در داخل داربست یک پروسه محدود از نظر زمانی است.

طبق تجارب به دست آمده به دلیل حذف سیستم گردش خون در فضای برون تن، سلول های داخل بافت نمی توانند به داخل آن پیشروی کنند. یعنی پس از مدتی رشد و پر کردن فضای داخل داربست دچار هایپوکسی شده و به سمت مرگ پیش می روند. لذا به عبارتی فاصله بین کاشت سلول تا پیوند نباید بیش از دو هفته باشد. البته این زمان ارتباط بسیار زیادی به سایز حفرات و جنس داربست مورد استفاده دارد.

در پیوند استخوان سلول های بنیادی مزانشیمی در بافت داربست استخوان طبیعی کاشته شده و به در دسترس ترین استخوان موش صحرایی یعنی جمجمه پیوند زده می شود. در این پیوند می توان بخشی از جمجمه را خارج کرده و داربست را جایگزین آن کرد اما باید توجه داشت که به دلیل ظرافت بافت احتمال آسیب به عنکبوتیه و مرگ حیوان وجود دارد. لذا به جای برداشت کامل بافت در نایحه پیوند آسیب سطحی ایجاد می شود تا با افزایش التهاب موجب موفقیت پیوند شود.

در پیوند پوست نیز سلول های تمایز یافته به کراتینوسیت در داخل بیوپسی پوست آسلولار شده کاشته شده و سپس به اندازه همان بیوپسی زخم در ناحیه پیوند ایجاد می شود. پس از ایجاد زخم داربست در ناحیه قرار داده شده و پانسمان می شود. با توجه به اینکه سرعت رشد سلول های پوستی بسیار بالا است و ممکن است در اثر رشد از اطراف داربست بلند شده و پیوند نخورد، اطراف زخم با ترکیباتی مثل چسب سیسلیکون Seal می شود.

مطالب مرتبط:

• کارآموزی مهندسی بافت و پزشکی بازساختی
• انواع کشت ۳ بعدی و مهندسی بافت
• رنگ آمیزی سلول: رنگ‌آمیزی اختصاصی سلولی برای تشخیص تمایز
• استخراج سلول های بنیادی از بافت
• پزشکی بازساختی و کاربرد های آن

نویسنده: مسعود سلطانی حلوائی